Les écosystèmes du monde naturel sont composés d'organismes vivants qui interagissent les uns avec les autres de différentes manières. Le terme mutualisme désigne un type de relation qui mutuellement avantageux deux espèces partageant un environnement.
Les créatures vivantes ont adapté des manières intéressantes et inhabituelles de s'entraider, bien que leurs motivations soient égoïstes.
Types d'interactions symbiotiques
Symbiose en biologie fait référence à un lien étroit entre différentes espèces qui ont évolué ensemble. Une relation unilatérale qui aide une espèce sans affecter l'autre s'appelle commensalisme.
Une relation unilatérale qui profite à une espèce au détriment de l'autre est appelée parasitisme. Une relation bidirectionnelle utile est appelée mutualisme.
Mutualisme: définition en biologie
Le mutualisme en biologie fait référence aux interactions symbiotiques entre espèces qui sont mutuellement bénéfiques, voire essentielles, pour la survie. Une relation mutualiste se forme lorsque deux espèces différentes bénéficient chacune d'une étroite collaboration.
La relation peut être un peu compliquée, cependant. Par exemple, une espèce peut en tirer plus d'avantages, et l'interaction pourrait friser le parasitisme.
Faits et types de mutualisme
Le mutualisme est commun à tous les écosystèmes, y compris le corps humain. Par exemple, Faculté de médecine de Harvard estime que des milliards de bactéries appelées microbiote intestinal vivent dans l'intestin humain et aident à la digestion et à la santé globale. Lorsqu'une relation mutuellement bénéfique est étroite et de longue date, c'est un exemple de symbiose mutualiste.
Toutes les relations symbiotiques ne sont pas mutualistes.
La symbiose mutualiste est née de l'évolution. Le mutualisme entre les espèces partenaires améliore l'adaptation à l'environnement et renforce le succès de la reproduction. Les organismes de différentes espèces qui se sont adaptés pour s'adapter au comportement et aux traits de l'autre sont appelés symbiotes. Certaines espèces sont devenues si interdépendantes qu'elles ne peuvent survivre sans l'autre.
Lorsque la croissance, la reproduction ou la subsistance d'organismes vivants sont étroitement liées, la relation représente mutualisme obligatoire. Par exemple, certains types de plantes Yucca et d'espèces de papillons nocturnes sont devenus dépendants les uns des autres pour compléter leur cycle de vie reproductif. Lorsqu'une interaction se produisant régulièrement profite aux organismes mais n'est pas essentielle à la survie, c'est mutualisme facultatif.
Exemples de mutualisme
Il existe d'innombrables exemples de mutualisme sur Terre. Des interactions mutualistes peuvent se développer entre deux animaux, deux plantes, des animaux et des plantes, et des bactéries et des plantes, par exemple.
Les interactions interspécifiques aident à maintenir des populations stables et vice versa. La perte d'une espèce peut entraîner la perte d'autres espèces en raison de la nature interdépendante du réseau trophique.
Oiseau et Animal
le pique-bœuf est un petit oiseau qui a des doigts puissants pour saisir le pelage des animaux et un bec coloré parfaitement formé pour déloger les parasites. Bien que les éléphants ne veuillent rien avoir à faire avec l'oiseau, le pique-bœuf entretient depuis longtemps une relation mutualiste avec les zèbres, les girafes et les rhinocéros en Afrique du Sud. Les oiseaux sont toujours à l'affût des poux, des tiques suceuses de sang et des puces qui sautent sur la peau d'un animal.
En plus d'éradiquer les parasites, les pique-bœufs nettoient les plaies. Certains scientifiques se sont demandé si de tels comportements étaient mutuels ou parasitaires, car picorer la plaie retarde la cicatrisation. Néanmoins, se nourrir d'insectes, de graisse et de cérumen est un service de toilettage utile.
Ainsi, le pique-bœuf et certaines espèces à sabots sont généralement considérés comme mutualistes. De plus, les pique-bœufs sonnent l'alarme avec un sifflement strident lorsqu'un prédateur se cache dans l'herbe, donnant aux oiseaux et aux bêtes plus de temps pour s'enfuir.
Insecte et plante
Les plantes à fleurs ont besoin d'un plante-pollinisateur comme les abeilles assoiffées de nectar pour le succès reproducteur au cours de leur cycle de vie. Certaines plantes et certains arbres ont même besoin d'un spécifique à l'espèce insecte pour la fertilisation.
Par exemple, le figuier et le petit Guêpes Agaonidae coexister pacifiquement et tirer profit de leur interaction. Les figuiers et leurs espèces mutualistes de guêpes sont d'excellents exemples de mutualisme et de coévolution.
Les figues sont des tiges modifiées avec de nombreuses fleurs à l'intérieur qui mûrissent en graines si elles sont fécondées. Les fleurs de figuier émettent une odeur qui attire une guêpe femelle fécondée qui apportera du pollen et pondra des œufs dans la fleur de figuier avant qu'elle ne meure. Certaines graines mûrissent et d'autres nourrissent les larves de guêpes en croissance. Les guêpes mâles sans ailes s'accouplent et meurent, et les femelles ailées partent à la recherche d'une nouvelle figue.
Plantes et bactéries
Légumineuses, comme le soja, les lentilles et les pois, offrent une excellente source de protéines dans l'alimentation. Par conséquent, les légumineuses ont besoin d'une quantité optimale d'azote pour synthétiser les acides aminés et construire des protéines.
Les légumineuses ont une relation mutualiste spécifique à l'espèce avec les bactéries. Les légumineuses et certaines bactéries se répondent sans nuire, contrairement aux bactéries pathogènes.
Bactéries Rhizobium dans le sol forment des nodules bosselés sur les racines des plantes et "fixent" l'azote en convertissant N2 dans l'air à l'ammoniac, ou NH3. L'ammoniac est une forme d'azote que les plantes peuvent utiliser comme nutriment. À leur tour, les plantes fournissent des glucides et un foyer pour les bactéries fixatrices d'azote.
La dépendance aux bactéries lors de la culture de cultures comme le soja réduit l'utilisation d'engrais chimiques qui peuvent s'infiltrer dans les cours d'eau et provoquer des proliférations d'algues toxiques.
Plantes et reptiles
Beaucoup études écologiques ont montré que les oiseaux et les animaux jouent un rôle dans la dispersion des graines. Aujourd'hui, les scientifiques examinent de plus près les interactions mutualistes des plantes et des reptiles, en particulier dans les écosystèmes insulaires. Les lézards frugivores, les scinques et les geckos jouent un rôle clé dans la biodiversité et la viabilité des plantes.
Parce que les plantes ne peuvent pas se déplacer, elles dépendent de moyens externes pour la dispersion des graines. Certaines espèces de lézards se gavent de fruits pulpeux, ainsi que d'arthropodes, et excrètent des graines non digérées à un autre endroit. La dispersion des graines réduit la compétition avec la plante mère pour les nutriments et facilite échange de gènes au sein de la population végétale.
La vie marine
Les anémones de mer sont une espèce ancienne qui a les caractéristiques d'une plante et d'un animal. Lorsque de petits poissons sans méfiance nagent à proximité, l'anémone de mer utilise ses tentacules mortels pour paralyser sa proie.
Étonnamment, l'orange et le blanc poisson clown fait sa maison dans l'anémone de mer. Les poissons-clowns ont adapté une épaisse couche de mucus qui offre une protection contre la piqûre mortelle de l'anémone de mer.
Les poissons-clowns aux couleurs vives attirent d'autres poissons dans les griffes de l'anémone de mer et profitent ensuite des restes du repas de l'anémone de mer. Les poissons-clowns assurent également la circulation de l'air à l'anémone de mer en nageant entre les tentacules. Ils gardent l'anémone de mer propre et saine en se débarrassant de l'excès de nourriture.
Types de mutualisme moins courants
des chercheurs américains de Université de Binghamton, Université d'État de New York ont récemment étudié les mécanismes de la façon dont les relations mutuellement bénéfiques entre les petits organismes améliorent leurs chances de survie.
L'étude a montré que les avantages sont les plus importants lorsque les petits organismes vivent dans un écosystème dominé par de grands organismes. D'autres avantages peuvent être tirés de partenariats mutualistes entre trois symbiotes.
Par exemple, l'acacia à épines sifflantes d'Afrique fournit du nectar et un habitat aux fourmis qui mordent les éléphants qui grignotent l'arbre. Pendant les périodes de sécheresse, les fourmis se nourrissent de miellat excrété par les cochenilles qui vivent de la sève des arbres.
Un changement dans un symbiote déclencherait une réaction en chaîne. Par exemple, si les fourmis mouraient, les éléphants détruiraient l'arbre et la cochenille perdrait son habitat et sa principale source de nourriture.
Modélisation mathématique dans les études sur le mutualisme
Les divers types et exemples de mutualisme ne sont pas entièrement compris. De nombreuses questions demeurent sur la coévolution et la persistance des différents types d'interactions interspécifiques.
Une grande partie du travail à ce jour a porté sur les relations bénéfiques entre les plantes et les microbes. La modélisation mathématique peut approfondir la compréhension de la génétique et de la physiologie des phénomènes co-évolutifs dans le monde naturel.
La modélisation prédictive examine également comment des facteurs tels que la disponibilité des ressources et la proximité peuvent influencer les comportements coopératifs. Les données aux niveaux cellulaire, individuel, de la population et de la communauté peuvent être intégrées à des modèles mathématiques pour une analyse complète des interactions écosystémiques. Les modèles peuvent être testés et reconfigurés au fur et à mesure que les données s'accumulent.